專利名稱：一種防過充鋰離子電解液及由其制備的鋰離子電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到鋰離子電池領域，尤其涉及到一種防過充鋰離子電解液及由 其制備的鋰離子電池。
技術背景隨著人們環(huán)保意識的增加及地球資源的有限，迫使人們提高對資源的利 用率，二次電池的優(yōu)點使其成為了強有力的候選者之一。由于鋰離子電池具 有能量密度高、比功率大、循環(huán)性能好、無記憶效應、無污染等特點，鋰離 子電池已經在手機、移動電話、移動攝像機、筆記本電腦等各種電子產品中 得到很好的利用，同時它也是將來電動車能源的理想選擇。但是，安全問題是 大型鋰離子電池無法商業(yè)化的最大阻礙。許多爆裂、起火、爆炸等危險都是 由于鋰離子電池的過充而引起的，這些都是由于電池電壓的失控導致放熱反應引起的。為了解決這些問題，摶統(tǒng)的方法是在電池的安全帽內安裝PTC端 子、氣體膨脹檢測裝置、防爆安全閥或通過外加專用的過充保護電路來防止 電池的過充。但這些方法增加了電池成本和復雜性，安全效果也不是很理想。 通過添加劑實現(xiàn)電池過充內部保護就解決了這些問題。添加劑的種類基本局 限在聯(lián)苯、環(huán)己苯、鹵苯(溴苯、氯苯)、呋喃的衍生物和二茂鐵及其衍生物， 由于添加該類添加劑后，會影響到電池的正常的充放電能力，影響其循環(huán)效 率，同時對電池材料的表面形態(tài)有一定的負面影響，電池在充放電的過程中 產生了大量的氣體，使電池膨脹從而導致鋰離子電池的性能下降。本發(fā)明所要解決的一個技術問題是將提供一種對鋰離子電池性能影響非 常小、耐過充性能優(yōu)良的防過充鋰離子電解液。本發(fā)明所要解決的另一個技術 問題是將提供一種耐過充性能優(yōu)良的鋰離子電池。為解決上述第一個問題，本發(fā)明采用的技術方案是所述的防過充鋰離子 電解液，其特點是所述的鋰離子電解液中含有用如下結構式表示的添加劑， 并且該添加劑在鋰離子電解液中所占的重量比例為0.01%-33.6%;上述結構式中，X、 Y、 Z分別選自碳原子在0 12之間的烷基、烷氧基、芳香基 團、羥基、羧基、醚氧基、或鹵素。上述的添加劑選自以下物質中的至少一種N—苯基二酰亞胺，N —全氟苯基二酰亞胺，N-甲苯二酰亞胺，N—間三甲基苯二酰亞胺，N—鄰三甲基苯二 酰亞胺，3 —叔丁基一4一甲基一1-間二甲苯二酰亞胺，3， 4一二叔丁基一1-間三甲苯二酰亞胺，3， 4一二叔丁基一l-間三叔丁基苯二酰亞胺。為解決上述第二個問題，本發(fā)明采用上面所述的防過充鋰離子電解液來制 備的鋰離子電池。本發(fā)明的有益效果是在鋰離子電解液中加入所述的添加劑，能夠有效的 提高電解液的耐過充性能，提高充放電的循環(huán)效率；由這種防過充鋰離子電解液制備得到的鋰離子電池，同樣具備了這些優(yōu)點，幾乎不影響鋰離子電池的 正常性能，完全可以滿足應用的需要。且本發(fā)明操作性強、成本低。


圖1是對實施例1所得的鋰電池進行5V過充測試的性能曲線圖； 圖2是對對比例所得的鋰電池進行5V過充測試的性能曲線圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例、以及與對比例的比較，對本發(fā)明作進一步的描述。 但本發(fā)明的保護范圍并不受限于這些實施例。實施例1:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以l: 1: l的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加 入該添加劑N—苯基二酰亞胺，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液 的重量為基準，該添加劑的成分為-N—苯基二酰亞胺lwt. %。正極的制備將一定量的LiCo02和乙炔黑均勻分散在由聚偏氟乙烯 (PVDF)溶解在N-甲基-2-吡咯垸酮(麗P)中的溶劑中，得到均勻的漿料， 涂覆與鋁箔上在12(TC真空中烘干12h ，壓延后得到正極極片。負極的制備將一定量的碳中間相微球(CMS)和乙炔黑均勻分散在由 聚偏氟乙烯(PVDF)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(麗P)中的溶劑中，得到均 勻的漿料，涂覆與銅箔上在12(TC真空中烘干12h ，壓延后得到負極極片。鋰離子電池的制備將上述的正極和負極極片與celgand 2400隔膜組 裝成扣式電池，同時將前面的所得到的電解液加入該電池中，密封制得鋰離 子電池。實施例2:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以l: 1: l的比例混合，向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加 入添加劑，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液的重量為基準，該添 加劑的成分為N—苯基二酰亞胺3wt. %。根據實施例1的相同方法采用本實施例得到的電解液制備出鋰離子二次 電池。實施例3:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以1: 1: 1的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加 入添加劑，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液的重量為基準，該添 加劑的成分為N—苯基二酰亞胺5wt. %。根據實施例1的相同方法采用本實施例得到的電解液制備出鋰離子二次電池。實施例4:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以l: 1: l的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加入添加劑，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液的重量為基準，該添加劑的成分為3， 4一二叔丁基一l-間三甲苯二酰亞胺lwt. %。根據實施例1的相同方法采用本實施例得到的電解液制備出鋰離子二次電池。實施例5:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以1: 1: 1的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加入添加劑，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液的重量為基準，該添加劑的成分為3， 4_二叔丁基_1-間三甲苯二酰亞胺3wt. %。 根據實施例1的相同方法采用本實施例得到的電解液制備出鋰離子二次 電池。實施例6:將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以1: 1: 1的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，然后向其中加 入添加劑，使其溶解制備出本發(fā)明的電解液。以電解液的重量為基準，該添 加劑的成分為3， 4一二叔丁基一l-間三甲苯二酰亞胺5wt. %。根據實施例1的相同方法采用本實施例得到的電解液制備出鋰離子二次 電池。對比例將碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯以l: 1: l的比例混合， 向其中加入一定量的六氟磷酸鋰使其配制為lmol/L的電解液，使其溶解制備出本對比例的電解液。根據實施例1的相同方法采用本對比例得到的電解液制備出鋰離子電池。[電池性能的測試]將上述的實施例1和對比例所得的鋰離子電池，分別對其進行5V過充測 試，結果分別見附圖l和附圖2?？梢钥闯鰧嵤├邢鄳獣r間的防過充性能明顯高于對比例中，實施例1 的電極材料表面形態(tài)沒有被破壞，同時其過充的充放電電壓明顯低于比較例， 而其電化學性能與比較例接近，能夠滿足鋰離子電池的應用需要。
權利要求
1. 一種防過充鋰離子電解液，其特征在于所述的鋰離子電解液中含有用如下結構式表示的添加劑，并且該添加劑在鋰離子電解液中所占的重量比例為0.01％-33.6％；id="icf0001" file="S2008100200996C00011.gif" wi="26" he="42" top= "75" left = "88" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>上述結構式中，X、Y、Z分別選自碳原子在0～12之間的烷基、烷氧基、芳香基團、羥基、羧基、醚氧基、或鹵素。
2、 根據權利要求l所述的防過充鋰離子電解液，其特征在于所述的添加 劑選自以下物質中的至少一種N—苯基二酰亞胺，N—全氟苯基二酰亞胺，N-甲苯二酰亞胺，N—間三甲基苯二酰亞胺，N—鄰三甲基苯二酰亞胺，3_叔丁 基一4一甲基一1-間二甲苯二酰亞胺，3，4一二叔丁基一l-間三甲苯二酰亞胺， 3， 4一二叔丁基一l-間三叔丁基苯二酰亞胺。
3、 一種由權利要求1或2所述的防過充鋰離子電解液制備的鋰離子電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐過充性能優(yōu)良的防過充鋰離子電解液及其鋰離子電池。所述的防過充鋰離子電解液中含有用如右結構式表示的添加劑，并且該添加劑在鋰離子電解液中所占的重量比例為0.01％-33.6％；右述結構式中，X、Y、Z分別選自碳原子在0～12之間的烷基、烷氧基、芳香基團、羥基、羧基、醚氧基、或鹵素。本發(fā)明采用上面所述的防過充鋰離子電解液來制備的鋰離子電池。在鋰離子電解液中加入所述的添加劑，能夠有效的提高電解液的耐過充性能，提高充放電的循環(huán)效率，幾乎不影響鋰離子電池的正常性能，完全可以滿足應用的需要。
文檔編號H01M10/40GK101257132SQ200810020099
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權日2008年3月28日
發(fā)明者吳宇平, 琴 夏, 方劍慧, 鯤 熊, 斌 王, 甘朝倫, 趙世勇 申請人:張家港市國泰華榮化工新材料有限公司